JPH01246387A - 銅の電解精製法 - Google Patents
銅の電解精製法Info
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は銅の電解精製法に関し、特に、平滑、かつ、緻
密で純度の高い電着銅を得ることができる銅の電解精製
法に関する。
密で純度の高い電着銅を得ることができる銅の電解精製
法に関する。
従来の銅の電解精製法として、電解液に硫酸銅と硫酸を
主成分とする硫酸銅浴を使用する方法がある。この方法
はコストが安く、しかも管理が容易であるが、木質的に
電解浴中の硫酸イオン(504−)が析出銅中に吸蔵さ
れる可能性があり、それにより電析物を溶融鋳塊化する
際にCu中にSが混入する恐れがある。しかしながら電
解条件を制御することにより現在99.999%の純度
を得ている。銅純度の指標として残留抵抗比RRR(=
室温での比抵抗/4.2°にでの比抵抗)が用いられる
。
主成分とする硫酸銅浴を使用する方法がある。この方法
はコストが安く、しかも管理が容易であるが、木質的に
電解浴中の硫酸イオン(504−)が析出銅中に吸蔵さ
れる可能性があり、それにより電析物を溶融鋳塊化する
際にCu中にSが混入する恐れがある。しかしながら電
解条件を制御することにより現在99.999%の純度
を得ている。銅純度の指標として残留抵抗比RRR(=
室温での比抵抗/4.2°にでの比抵抗)が用いられる
。
近年、需要の増加している99.9999%以上の超高
純度の銅材を得るためには、RRR値が少なくとも70
00以上とする必要がある。硫酸銅浴による精製方法で
は電析物の帯溶精製の回数を増加させることにより、こ
れの要求に対処している。
純度の銅材を得るためには、RRR値が少なくとも70
00以上とする必要がある。硫酸銅浴による精製方法で
は電析物の帯溶精製の回数を増加させることにより、こ
れの要求に対処している。
これらの方法とは別に、99.999%より高い純度の
銅を得る方法としては硝酸銅浴を使用する精製方法が知
られている。硝酸イオン(NOs−)は電析Cu中に吸
蔵されても溶融鋳塊化する際にNはCuに全く固溶しな
いため、純度低下の原因とならず、高純度化に有利な精
製方法である。
銅を得る方法としては硝酸銅浴を使用する精製方法が知
られている。硝酸イオン(NOs−)は電析Cu中に吸
蔵されても溶融鋳塊化する際にNはCuに全く固溶しな
いため、純度低下の原因とならず、高純度化に有利な精
製方法である。
しかし、従来の硝酸銅浴を使用する銅の電解精製法によ
ると、品質および形状的に良好な電析物が得られる電解
条件の範囲が非常に狭く、管理が難しいという不都合が
ある。
ると、品質および形状的に良好な電析物が得られる電解
条件の範囲が非常に狭く、管理が難しいという不都合が
ある。
−例をあげると、硝酸銅浴の電析物は粒状晶になり易く
、また、亜酸化銅(CuzO)も析出し易い。このよう
な結晶の電析物は溶融鋳塊化する前の洗浄に多くの工程
を有する。そのうえ、溶融の際もCu tOに起因する
酸素を除去する真空脱ガス作業を必要とする。この亜酸
化銅が析出する原因としてはpH値の変動が挙げられる
。電解浴は本質的にpH値が変動し易く、一般に電解の
進行につれてpH値が増加する傾向にある。pH値の増
加は、 2CLI” +H1O+ 2e →Cu2O+ 2 H
”の反応により、陰極にCu、0の析出をひきおこし、
Cuの析出が抑制されると考えられる。
、また、亜酸化銅(CuzO)も析出し易い。このよう
な結晶の電析物は溶融鋳塊化する前の洗浄に多くの工程
を有する。そのうえ、溶融の際もCu tOに起因する
酸素を除去する真空脱ガス作業を必要とする。この亜酸
化銅が析出する原因としてはpH値の変動が挙げられる
。電解浴は本質的にpH値が変動し易く、一般に電解の
進行につれてpH値が増加する傾向にある。pH値の増
加は、 2CLI” +H1O+ 2e →Cu2O+ 2 H
”の反応により、陰極にCu、0の析出をひきおこし、
Cuの析出が抑制されると考えられる。
従って、本発明の目的は電解条件の管理を容易にする銅
の電解精製法を提供することである。
の電解精製法を提供することである。
本発明の他の目的は電解浴のpH値の変動を抑えて陰極
にCu、0の析出しないようにする銅の電解精製法を提
供することである。
にCu、0の析出しないようにする銅の電解精製法を提
供することである。
本発明は上記の目的を実現するため、硝酸銅を含む水溶
液に所定量の硫酸を添加したものを電解液とし、更に電
解の進行中に硝酸を連続または間欠的に滴下する銅の電
解精製法を提供する。
液に所定量の硫酸を添加したものを電解液とし、更に電
解の進行中に硝酸を連続または間欠的に滴下する銅の電
解精製法を提供する。
即ち、本発明の銅の電解精製法は、純水中に高純度に精
製した硝酸銅(Cu(NOs)z ・3HzO)を1.
5mol/j2溶解し、これに所定量の硫酸を添加する
ことで硝酸イオン(NOff−)e1度を安定化させ、
さらに電解の進行中において、微量の硝酸を間欠的ある
いは連続的に滴下供給する。
製した硝酸銅(Cu(NOs)z ・3HzO)を1.
5mol/j2溶解し、これに所定量の硫酸を添加する
ことで硝酸イオン(NOff−)e1度を安定化させ、
さらに電解の進行中において、微量の硝酸を間欠的ある
いは連続的に滴下供給する。
被精製材を陽極として陰極に精製材を析出させる電解液
において、硫酸の添加量は、0.2g/ jl!以下で
は硝酸イオンが変化しやすくなり、電析物が樹枚状晶に
なる。20g/ 1以上では電着物への504− イオ
ンの吸蔵により銅純度が次第に低下するので出来る限り
硫酸の添加量を抑えるようにする。この調整液だけでは
電解の進行中にpH値が変動をおこし易いため、これに
20%(重量パーセント)濃度の硝酸を、例えば、0.
05cc/mm 〜0.01cc/mmの割合で間欠的
あるいは連続的に滴下供給してpH値を0.1〜1.5
の範囲に維持する。この場合、pH値が1.5°より大
きいとCuzOが陰極に析出し、pH値が0.1より小
さくなると陰極でのH2ガス発生量が増加するようにな
り、電流効率が著しく低下する。
において、硫酸の添加量は、0.2g/ jl!以下で
は硝酸イオンが変化しやすくなり、電析物が樹枚状晶に
なる。20g/ 1以上では電着物への504− イオ
ンの吸蔵により銅純度が次第に低下するので出来る限り
硫酸の添加量を抑えるようにする。この調整液だけでは
電解の進行中にpH値が変動をおこし易いため、これに
20%(重量パーセント)濃度の硝酸を、例えば、0.
05cc/mm 〜0.01cc/mmの割合で間欠的
あるいは連続的に滴下供給してpH値を0.1〜1.5
の範囲に維持する。この場合、pH値が1.5°より大
きいとCuzOが陰極に析出し、pH値が0.1より小
さくなると陰極でのH2ガス発生量が増加するようにな
り、電流効率が著しく低下する。
以下、本発明の銅の電解精製法を詳細に説明する。
純水中に予め高純度に精製した硝酸銅結晶(CLI(N
O:l)2 ・3HzO)を1.5mol/ lの濃度
に溶解し、これに所定量の硫酸を添加調整した水溶液を
電解液とする。純度99.996%の無酸素銅を陽極と
し、純度99.9993%の銅条(厚さ0.1胴)を陰
極として液温25゛C1電解密度3、OA/dm2で電
解精製を行う。電解進行中はこれに20%(重量パーセ
ント)濃度の硝酸を0.005cc/min〜0.01
cc/minの割合で連続的に滴下供給し、初期のpH
値を維持管理する。電解精製した銅材は真空溶解後、帯
溶精製で直径l0IIT[Ilφの丸棒とし、これを伸
線して直径1.0+nmφの線材とし、550°Cで焼
鈍後、RRR値を測定した。下表は本発明の電解精製法
における電解浴OpH値と電析銅の結晶の状況並びにR
RR値の測定結果である。
O:l)2 ・3HzO)を1.5mol/ lの濃度
に溶解し、これに所定量の硫酸を添加調整した水溶液を
電解液とする。純度99.996%の無酸素銅を陽極と
し、純度99.9993%の銅条(厚さ0.1胴)を陰
極として液温25゛C1電解密度3、OA/dm2で電
解精製を行う。電解進行中はこれに20%(重量パーセ
ント)濃度の硝酸を0.005cc/min〜0.01
cc/minの割合で連続的に滴下供給し、初期のpH
値を維持管理する。電解精製した銅材は真空溶解後、帯
溶精製で直径l0IIT[Ilφの丸棒とし、これを伸
線して直径1.0+nmφの線材とし、550°Cで焼
鈍後、RRR値を測定した。下表は本発明の電解精製法
における電解浴OpH値と電析銅の結晶の状況並びにR
RR値の測定結果である。
電析物の形状(注)
*:樹枝状晶(CuzO)
Δ:柱状品と樹枝状晶混合(CuzO)○:平滑でかつ
緻密 上表から明らかなように、硫酸の添加量が0.2g/I
以下で電解浴のpH値が1.5より大きいと陰極は樹枝
状晶になり、CLIZOが析出しやすくなる。硫酸量が
20g/ 1以上ではI?I?I?値が減少し、純度が
低下する。また、pH値が0.1より小さいと陰極でH
2ガスの発生量が増加し、電流効率が悪くなる。従って
、電解液pH値は1.5〜0.1の範囲が望ましい。ま
た、電解液中の銅イオン濃度は・30g/ Q〜150
g/ lに調整される。ここで、銅イオン濃度30g/
I!、以下では樹枝状晶、銅イオン濃度150g/
1.以上ではこぶ状の結晶が析出するためである。
緻密 上表から明らかなように、硫酸の添加量が0.2g/I
以下で電解浴のpH値が1.5より大きいと陰極は樹枝
状晶になり、CLIZOが析出しやすくなる。硫酸量が
20g/ 1以上ではI?I?I?値が減少し、純度が
低下する。また、pH値が0.1より小さいと陰極でH
2ガスの発生量が増加し、電流効率が悪くなる。従って
、電解液pH値は1.5〜0.1の範囲が望ましい。ま
た、電解液中の銅イオン濃度は・30g/ Q〜150
g/ lに調整される。ここで、銅イオン濃度30g/
I!、以下では樹枝状晶、銅イオン濃度150g/
1.以上ではこぶ状の結晶が析出するためである。
[発明の効果]
以上説明した通り、本発明の銅の電解精製法によれば、
硝酸銅と硫酸を添加調整した水溶液を電解液とし、さら
に電解進行中に微量の硝酸を滴下供給することにより安
定したpH値を維持管理することができる。このため、
電析物の結晶の形状が大幅に改善される。また、工数の
増加による製造コストの上界を伴わずに高純度の銅が得
られる。
硝酸銅と硫酸を添加調整した水溶液を電解液とし、さら
に電解進行中に微量の硝酸を滴下供給することにより安
定したpH値を維持管理することができる。このため、
電析物の結晶の形状が大幅に改善される。また、工数の
増加による製造コストの上界を伴わずに高純度の銅が得
られる。
Claims (4)
- (1)被精製剤として銅を陽極とし、硝酸銅を含む水溶
液を電解液として精製された銅材を陰極に析出させる銅
の電解精製法において、 前記電解液中に硫酸を添加して硝酸イオン濃度を安定化
し、更に、電解の進行中に微量の硝酸を連続または間欠
的に滴下することを特徴とする銅の電解精製法。 - (2)前記電解液は前記硫酸の添加によって硫酸濃度を
0.2g/l〜20g/lに調整され、前記微量の硝酸
を添加することによりpH値を0.1〜1.5に調整さ
れることを特徴とする請求項第1項記載の銅の電解精製
法。 - (3)前記電解液はCuイオン濃度を30g/l〜15
0g/lに調整される請求項第1項記載の銅の電解精製
法。 - (4)被精製材として銅を陽極とし、硝酸銅を含む水溶
液を電解液として精製された銅材を陰極に析出させる銅
の電解精製法において、 前記電解液中に硫酸を添加して硝酸イオン濃度を安定化
し、更に、電解の進行中に微量の硝酸を連続または間欠
的に滴下し、前記陰極に精製された銅を無酸化雰囲気中
で溶解鋳塊し、これを帯溶精製することを特徴とする銅
の電解精製法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63071218A JPH01246387A (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 銅の電解精製法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63071218A JPH01246387A (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 銅の電解精製法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01246387A true JPH01246387A (ja) | 1989-10-02 |
Family
ID=13454317
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63071218A Pending JPH01246387A (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 銅の電解精製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01246387A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107974695A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-05-01 | 金川集团股份有限公司 | 一种一次电解法生产超高纯铜的方法 |
-
1988
- 1988-03-25 JP JP63071218A patent/JPH01246387A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107974695A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-05-01 | 金川集团股份有限公司 | 一种一次电解法生产超高纯铜的方法 |
CN107974695B (zh) * | 2017-11-17 | 2020-01-10 | 金川集团股份有限公司 | 一种一次电解法生产超高纯铜的方法 |
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